Consecuencias de la Evolución

Especiación y Deriva Génica: Aparición de Nuevas Especies

La especiación trata de explicar el proceso que tiene lugar en los grupos de individuos y que acaban dando lugar a la aparición de nuevas especies.

Se admite cuando dos comunidades de individuos de la misma especie dejan de tener relaciones entre sí y de cruzar sus genes, la distancia genética se irá ampliando. Esto se debe a que las mutaciones de cada grupo no se compartirán, cada grupo tendrá sus mutaciones azarosas y se irán adaptando al medio que les rodea de forma independiente.

El genotipo de los individuos de las dos poblaciones separadas se irá haciendo cada vez más diferente. La evolución de los distintos genotipos de las comunidades debido a mutaciones azarosas se denomina Deriva Génica. Dos comunidades separadas tendrán procesos de deriva génica distintas y por lo tanto tenderán a mostrar diferencias cada vez más acusadas. Si a esto unimos que sobre ambas comunidades pueden actuar factores ambientales distintos, en un espacio de tiempo acabaremos obteniendo comunidades con organismos incapaces de reproducirse entre sí, es decir, comunidades cuyos miembros ya pertenecen a especies distintas. En resumen, los distintos procesos de deriva génica acabarán dando lugar a que dos poblaciones separadas acaben dando lugar a dos especies distintas.

Dos comunidades pueden separarse debido a distintos motivos. Podemos describir varios tipos de barreras habituales que hacen que las comunidades se separen:

• Barreras Geográficas: se dan cuando dos comunidades de individuos se separan entre sí debido a la aparición de alguna barrera geográfica que impide a los individuos de ambas comunidades reproducirse entre sí. Un ejemplo es el que se dio cuando la actual isla de Australia se separó del continente Euroasiático. Cuando esto ocurrió los mamíferos aun se encontraban en estados primordiales, no existían los mamíferos placentaríos. Así, los mamíferos australianos no son placentarios y evolucionaron de forma distinta a los mamíferos del resto del mundo, que sí son placentarios. Otro ejemplo más reciente deriva de la separación del continente americano y europeo. Esto ocasionó, por ejemplo, la separación de distintas comunidades de felinos; en África encontramos leones, mientras que en el continente americano encontramos pumas.

Barreras geográficas y especiación de felinos

• Barreras Climáticas: ocurren, por ejemplo, cuando una especie sufre una mutación que la hace especialmente resistente a unas condiciones climáticas concretas. De suceder, la sección de la población adaptada al clima ocuparán la zona, mientras que el resto de individuos de la especie no podrán habitarla. Lo que provocará que ese grupo de individuos se adapten a una zona climática determinada y evolucionen de forma independiente. Un clásico ejemplo es el que ha diversificado a las distintas especies de osos, desde los pardos de las zonas boscosas hasta los osos polares en el ártico. 

Diferencias climáticas y evolución de los osos

• Barreras Fisiológicas: se trata de cambios fisiológicos que hacen que dos grupos de la población comiencen a explotar distintos hábitats, ocupar distintos nichos ecológicos o alimentarse de distintos nutrientes. Un ejemplo son los cambios fisiológicos que llevan al establecimiento de barreras nutricionales. Estas suceden cuando un grupo de individuos sufren alguna modificación que les permite alimentarse de algún producto que el resto de la población no puede consumir. Lo cual provoca que estos individuos puedan ocupar una zona donde este alimento es más abundante, llevándonos de nuevo a una situación de aislamiento. Fue una de las situaciones que observó Darwin en su viaje por las galápagos, dejando en su diario de viaje anotaciones sobre las distintas variantes en los picos de las aves y que les permitían comer distintos tipos de fruta o insectos. 

Los picos de las aves pueden condicionar su dieta

• Barreras Anatómicas: determinadas variaciones anatómicas o morfológicas pueden provocar aislamiento o separación en distintas porciones de la población. Imaginemos, por ejemplo, las distintas razas de perros; hoy en días existen razas absolutamente incompatibles debido a las diferencias de tamaño, resultando por ejemplo imposible que un caniche se reproduzca con un mastín. Si dejásemos a los perros en libertad, ambas razas tenderían a evolucionar se forma independiente y en un breve periodo de tiempo tendríamos especies separadas. También aparecen, en ocasiones, por diferencias en los órganos reproductores que hacen imposible la reproducción. Ejemplos de este tipo son relativamente frecuentes en las plantas, por variaciones en los órganos florales que impiden el cruzamiento.

• Barreras Etiológicas: nos referimos a variaciones o modificaciones en el comportamiento. Son típicas de animales con ritos o danzas de apareamiento concretas, como ocurre con muchas aves o insectos.  En estos animales, si por alguna modificación un grupo de individuos cambian pasos de la danza o rito, dejan de poder reproducirse con los individuos comunes. No es infrecuente encontrar grupos de aves o insectos que han comenzado a diferenciarse debido a que se han establecido dos grupos con danzas de apareamiento ligeramente distintos. Dado que los dos grupos no se reproducen entre sí, las diferencias genéticas irán agrandándose y las especies serán cada vez más diferentes. Algo semejante sucedió en la evolución de los humanos, marcándose claramente las diferencias entre los grupos de primates con capacidad de usar herramientas de aquellos incapaces de tallar piedras, o tal vez aquellos con mayor capacidad de caminar erguidos, o de comunicarse mediante sonidos guturales (la importancia de cada factor a la hora de explicar la deriva de los primates en la evolución humana es a día de hoy objeto de discusión entre antropólogos).

Las danzas nupciales son típicas en aves.

• Barreras Genéticas: tienen lugar cuando, dentro de una población, una mutación ocasiona la aparición algún gen letal que hace divide la población en grupos que no pueden reproducirse entre sí. Es decir, el gen letal hace que ciertos individuos no pueden reproducirse entre sí, pues cuando lo hacen ocasionan la muerte de los descendientes, o la producción de descendientes estériles incapaces de tener descendencia (y por lo tanto de transmitir la herencia genética a la siguiente generación). La población se dividiría en dos grupos que comenzarían a tener descendientes por separado. Esto llevaría a una evolución independiente de ambos grupos, que haría que los individuos de ambos grupos tiendan a diferenciarse a lo largo del tiempo. Un ejemplo actual lo constituyen los burros y los caballos, que si bien tiene capacidad de reproducirse, su cruce da lugar a individuos estériles (los mulos). 

Caballos y burros dan lugar a descendientes estériles

Estos son los mecanismos de aislamiento más habituales, que no los únicos. Existen, además, otros sistemas de especiación que no precisan de aislamiento entre individuos. Los mecanismos descritos son los que están mejor estudiados y en los que encontramos ejemplos más evidentes.

Los mecanismos evolutivos y de especiación están avalados por multitud de pruebas experimentales, desde los registros fósiles que muestran cómo las especies se van transformando, hasta las pruebas moleculares surgidas tras el desarrollo de la genética moderna y la bioquímica (secuenciación de ADN que muestran los grados de parentescos entre especies, por ejemplo).

A la hora de explicar la evolución, existen dos grandes corrientes: el gradualismo y el puntualismo. El gradualismo entiende la evolución como un proceso progresivo y lento, sin cambios bruscos. El puntualismo, en cambio, entiende la evolución como un proceso que actúa a base de cambios bruscos. Según el gradualismo, la la aparición de especies sería un proceso lento, según el puntualismo, podrían aparecer de forma repentina.

A nivel molecular, el gradualismo se puede basar en cambios o pequeñas mutaciones. Para entender el puntualismo debemos suponer que se pueden dar grandes cambios en el ADN o cambios en genes concretos que controlen el desarrollo embrionario, produciendo nuevas especies a través de pequeños cambios dentro del ADN.

Parece claro que ambos tipos de cambios son posibles, ambos tipos de procesos evolutivos se dan en la naturaleza. Cuál de los dos es el proceso predominante o el principal motor de la evolución es aun un debate vivo.

Convergencia Evolutiva

Cuando los organismos se adaptan al ambiente, puede suceder que obtengan respuestas comunes de forma independiente. De este modo, aparecerán estructuras anatómicas muy similares en organismos que han evolucionado de forma independiente.

Al fenómeno por el cual una estructura anatómica, morfológica o fisiológica aparece en dos organismos de forma diferente y como respuesta a la adaptación a un medio ambiente común o similar se le denomina Convergencia Evolutiva.

Existen muchos ejemplos y de diferente calado. Las aletas de los peces no tienen ninguna relación genética con las aletas de los cetáceos. Las aletas son una respuesta evolutiva a la necesidad de desplazarse por el medio acuático y las aletas de ambos tipos de organismos, peces y cetáceos, responden a la misma necesidad. Sin embargo, las aletas de los cetáceos se forman a a partir de las extremidades de los mamíferos y no tienen relación directa con las aletas de los peces, que son muy anteriores en el proceso evolutivo (los peces colonizaron el mar mucho antes de la aparición de los mamíferos).

La isla de Australia vuelve a presentar un buen grupo de ejemplos de convergencia evolutiva. Los marsupiales y los mamíferos placentarios han evolucionado de forma independiente. Y sin embargo, es común encontrar animales muy similares en ambos tipos de animales, que colonizan ambientes muy similares. Un ejemplo son los cánidos y los lobos marsupiales o tilacinos (estos últimos se extinguieron durante el siglo XX). Los tilacinos y los perros domésticos o los lobos son morfológicamente muy similares; las líneas evolutivas que separaron a los marsupiales y placentarios son, sin embargo, muy anteriores a la aparición de los cánidos. Es decir, la similitud entre ambas especies deriva de su adaptación a un medio ambiente similar, ya que no poseen relación directa de parentesco. 

Convergencia evolutiva entre cánidos y tilacinos

Existen muchos más ejemplos, desde las alas de los insectos y de las aves, hasta los ojos formados por cuencas oculares que aparecen en los cefalópodos y que evolucionaron de forma independiente de los ojos que poseen los vertebrados. Los patrones de desarrollo comunes y la adaptación al medio, condicionando la selección natural, ocasionan muchos casos de similitudes morfológicas que no implican similitudes genéticas o parentesco directo.